通过微纳气泡驯化的微生物群落协同增强煤化工废水中的酚类物质降解

《Environmental Technology》：Synergistic enhancement of phenol degradation in coal chemical wastewater via micro-nano bubble-domesticated microbial consortia

　　高效降解苯酚与化学需氧量去除的微纳米气泡-菌群联用系统研究，适应高盐（1-15 g/L）和宽pH（6-9），DP-1菌群经驯化后Proteobacteria占优，Acinetobacter和Comamonas驱动苯酚矿化，COD去除率达76.2%，优于传统曝气系统，为零排放提供新策略

　　

摘要

煤化工废水具有高毒性、高盐度以及难降解有机物（如酚类）的特点，对环境造成了严重威胁。本研究开发了一种创新系统，该系统结合了微纳米气泡（MNBs）和适应性强的细菌菌群（DP-1），旨在实现高效的酚类降解和化学需氧量（COD）去除。在微纳米气泡曝气、高浓度酚类（最高400 mg/L）和高盐度（1–15 g/L）条件下，DP-1菌群表现出显著的适应性。在600 mg/L酚类浓度下，MNBs@DP-1系统在24小时内实现了100%的酚类降解和88.9%的COD去除，且其性能在广泛的pH范围（6–9）和盐度（1–15 g/L）内均表现出稳定性。值得注意的是，在序批式生物膜反应器（MNB-AR）中，对实际煤化工废水（COD：1300–1600 mg/L）进行长期处理后，平均COD去除率稳定在76.2%，波动幅度小于1.6%。微生物群落分析显示，驯化后变形菌门（Proteobacteria）占主导地位（99.1%），其中不动杆菌属（Acinetobacter）（65.7%）和科莫纳菌属（Comamonas）（29.7%）是推动酚类矿化的关键功能菌属。对比实验证实，MNBs@DP-1系统的处理效果优于传统曝气系统，这归因于微纳米气泡对细菌活性的促进作用以及生物膜的稳定性。本研究提供了一种可扩展的策略，通过结合气泡技术和微生物驯化技术，实现煤化工废水的“零排放”处理目标。